S7-300硬件组成.ppt
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1、中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心培训类别(高技能培训)培训类别(高技能培训)培训教师:徐彬培训教师:徐彬西门子西门子S7-300PLC应用与维修应用与维修2021/5/241中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心课题二、课题二、S7-300硬件组成硬件组成问题一、问题一、PLC的选用原则的选用原则问题二、问题二、S7-300概述概述问题三、问题三、S7-300的的CPU模块模块问题四、问题四、S7-300安装安装2021/5/242中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心问题一、问题一、PLCPLC的选择原则的选择原则1 1、PLCPLC功能功能2 2、PLCPLC工作可靠性工作可靠
2、性3 3、PLCPLC参数参数(1 1)CPUCPU性能性能(2 2)存储容量)存储容量(3 3)驱动能力)驱动能力4 4、价格、价格性价比性价比2021/5/243中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心问题二、问题二、S7-300S7-300概述概述 S7-300 S7-300 是德国西门子公司生产的可编程序控制是德国西门子公司生产的可编程序控制器器(PLC)PLC)系列产品之一。其模块化结构、易于实现系列产品之一。其模块化结构、易于实现分布式的配置以及性价比高、电磁兼容性强、抗分布式的配置以及性价比高、电磁兼容性强、抗震动冲击性能好,使其在广泛的工业控制领域中,震动冲击性能好,使其在广泛
3、的工业控制领域中,成为一种既经济又切合实际的解决方案。成为一种既经济又切合实际的解决方案。一、特性一、特性 针对低性能要求的模块化中小控制系统针对低性能要求的模块化中小控制系统 可配可配不同档次的不同档次的CPUCPU 可选择不同类型的扩展模块可选择不同类型的扩展模块 可以扩展多达可以扩展多达3232个模块个模块2021/5/244中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心 模块内集成背板总线模块内集成背板总线 网络连接网络连接 -多点接口多点接口(MPI),MPI),-PROFIBUS-PROFIBUS 或或-工业以太网工业以太网 通过编程器通过编程器PGPG访问所有的模块访问所有的模块 无插
4、槽限制无插槽限制 借助于借助于“HWConfigHWConfig”工具可以进行组态和工具可以进行组态和设置参数设置参数2021/5/245中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心二、二、特点特点 循环周期短、处理速度高循环周期短、处理速度高 指令集功能强大(包含指令集功能强大(包含350350多条指令),多条指令),可用于复杂功能可用于复杂功能 产品设计紧凑,可用于空间有限的场合产品设计紧凑,可用于空间有限的场合 模块化结构,设计更加灵活模块化结构,设计更加灵活 有不同性能档次的有不同性能档次的CPUCPU模块可供选用模块可供选用 功能模块和功能模块和I/OI/O模块可选择模块可选择 有可在露
5、天恶劣条件下使用的模块类型有可在露天恶劣条件下使用的模块类型2021/5/246中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心三、三、编程工具编程工具使用使用S STEP7TEP7软件对软件对S7-300S7-300进行编程。进行编程。S STEP7TEP7包含了自动化项目从项目的启动、实施到包含了自动化项目从项目的启动、实施到测试以及服务每一个阶段所需的全部功能。测试以及服务每一个阶段所需的全部功能。S STEP7TEP7中的编程语言中的编程语言1 1、顺序功能图、顺序功能图2 2、梯形图、梯形图3 3、语句表、语句表4 4、功能块图、功能块图5 5、结构文本、结构文本 2021/5/247中国一
6、汽教育培训中心中国一汽教育培训中心四、四、安装一个安装一个S7S7系统的步骤系统的步骤2021/5/248中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心五、五、S7-300S7-300的模块的模块 PS(可选可选)CPU IM(可选可选)SM:DISM:DOSM:AISM:AO FM:-计数计数-定位定位-闭环控制闭环控制 CP:-点点-到到-点点-PROFIBUS-工业以太网工业以太网2021/5/249中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心S7S7300PLC300PLC2021/5/2410中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心1 1、导轨(导轨(RailRail)S7-300S7-300
7、的模块机架(起物理支撑作用,无背板总线)的模块机架(起物理支撑作用,无背板总线)2 2、电源模块(、电源模块(PSPS)将市电电压(将市电电压(AC120/230VAC120/230V)转换为转换为DC24VDC24V,为为CPUCPU和和2424V V直流负载电路(信号模块、传感器、执行器等)直流负载电路(信号模块、传感器、执行器等)提供直流电源。输出电流有提供直流电源。输出电流有2 2A A、5A5A、10A10A三种三种正常:绿色正常:绿色LEDLED灯亮灯亮过载:绿色过载:绿色LEDLED灯闪灯闪短路:绿色短路:绿色LEDLED灯暗(电压跌落,短路消失后自动灯暗(电压跌落,短路消失后自
8、动恢复)恢复)电压波动范围:电压波动范围:5%5%六、六、S7S7300300系统的组成部件系统的组成部件2021/5/2411中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心PS307PS307电源模块电源模块 PS307PS307是西门子公司为是西门子公司为S7-300S7-300专配的专配的24 V DC24 V DC电源。电源。PS307PS307系列模块除输出额定电流不同外系列模块除输出额定电流不同外(有有2 A2 A、5 A5 A、10 A10 A三种三种),其工作原理和各种参数都相同。,其工作原理和各种参数都相同。PS307PS307可安装在可安装在S7-300S7-300的专用导轨上,
9、除了给的专用导轨上,除了给S7-S7-300 CPU300 CPU供电外,也可给供电外,也可给I/OI/O模块提供负载电源。模块提供负载电源。2021/5/2412中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心PS307 10 APS307 10 A模块端子接线图模块端子接线图2021/5/2413中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心3 3、CPUCPU模块模块各种各种CPUCPU有不同的性能,例如有的有不同的性能,例如有的CPUCPU集成有数字量和模拟量集成有数字量和模拟量输入输入/输出点,有的输出点,有的CPUCPU集成有集成有PROFIBUSPROFIBUSDPDP等通信接口。等通信接口。
10、CPUCPU前面板上有状态故障指示灯、模式开关、前面板上有状态故障指示灯、模式开关、24V24V电源端子、电源端子、电池盒与存储器模块盒(有的电池盒与存储器模块盒(有的CPUCPU没有)。没有)。2021/5/2414中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心4 4、信号模块信号模块 (SM)SM)信号模块是数字量输入信号模块是数字量输入/输出模块和模拟量输入输出模块和模拟量输入/输出模块的总称,它们使不同的过程信号电压或输出模块的总称,它们使不同的过程信号电压或电流与电流与PLCPLC内部的信号相匹配。内部的信号相匹配。数字量输入模块:数字量输入模块:SM321SM321系列,系列,2424V
11、 DCV DC,120/230V AC120/230V AC 数字量输出模块:数字量输出模块:SM322SM322系列,继电器型,晶体系列,继电器型,晶体管型,可控硅型管型,可控硅型 模拟量输入模块:模拟量输入模块:SM331SM331系列,电压,电流,电系列,电压,电流,电阻,热电偶阻,热电偶 模拟量输出模块:模拟量输出模块:SM332SM332系列,电压,电流系列,电压,电流功能功能使不同级的过程信号电平和使不同级的过程信号电平和S7-300S7-300的内部信号电的内部信号电平相匹配平相匹配 2021/5/2415中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心5 5、功能模块、功能模块(FM)
12、FM)功能模块主要功能模块主要用于用于对对时间要求苛刻、存储器容量要时间要求苛刻、存储器容量要求较大的过程信号处理任务。求较大的过程信号处理任务。-计数:计数器模块计数:计数器模块-定位:快速定位:快速/慢速进给驱动位置控制模块、电子凸慢速进给驱动位置控制模块、电子凸轮控制器模块、步进电动机定位模块、伺服电动机轮控制器模块、步进电动机定位模块、伺服电动机定位模块等定位模块等-闭环控制:闭环控制模块闭环控制:闭环控制模块-工业标识系统:接口模块、称重模块、位置输入模工业标识系统:接口模块、称重模块、位置输入模块、超声波位置解码器等。块、超声波位置解码器等。2021/5/2416中国一汽教育培训中
13、心中国一汽教育培训中心6 6、接口模块、接口模块 (IM)IM)接口模块用于多机架配置时连接主机架(接口模块用于多机架配置时连接主机架(CRCR)和扩)和扩展机架(展机架(ERER)。)。S7S7300300通过分布式的主机架和通过分布式的主机架和3 3个个扩展机架,最多可以配置扩展机架,最多可以配置3232个信号模块、功能模块个信号模块、功能模块和通信处理器。和通信处理器。连接:连接:IMS 360IMS 360发送、发送、IMR 361IMR 361接收;对于接收;对于双层双层组态,常用组态,常用硬连线的硬连线的IM 365 IM 365 接口模块接口模块距离:距离:采用采用IM 365
14、IM 365、两层机架,电缆最大长度可达两层机架,电缆最大长度可达1 1米;米;采用采用IM 360/361 IM 360/361、多层机架,机架之间电缆最大多层机架,机架之间电缆最大长度长度1010米米 2021/5/2417中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心7 7、通讯处理器、通讯处理器(CP)CP)扩展中央处理单元的通讯任务,提供以下的连网能力:扩展中央处理单元的通讯任务,提供以下的连网能力:-点到点连接点到点连接-PROFIBUSPROFIBUS -工业以太网工业以太网8 8、附件、附件总线连接器和前连接器总线连接器和前连接器2021/5/2418中国一汽教育培训中心中国一汽教育
15、培训中心七、七、S7S7300300的系统结构的系统结构S7S7300300采用紧凑的、无槽位限制的模块结构,电源模块采用紧凑的、无槽位限制的模块结构,电源模块(PSPS)、)、CPUCPU、信号模块(、信号模块(SMSM)、功能模块()、功能模块(FMFM)、接口模块)、接口模块(IMIM)和通信处理器()和通信处理器(CPCP)都安装在导轨上。导轨是一种专)都安装在导轨上。导轨是一种专用的金属机架,只需将模块钩在用的金属机架,只需将模块钩在DINDIN标准的安装导轨上,然后标准的安装导轨上,然后用螺栓锁紧就可以了。有多种不同长度规格的导轨供用户选用螺栓锁紧就可以了。有多种不同长度规格的导轨
16、供用户选择。择。电源模块总是安装在机架的最左边,电源模块总是安装在机架的最左边,CPUCPU模块紧靠电源模块。模块紧靠电源模块。如果有接口模块,它放在如果有接口模块,它放在CPUCPU模块的右侧。模块的右侧。S7S7300300用背板总线将除电源模块之外的各个模块连接起来。用背板总线将除电源模块之外的各个模块连接起来。背板总线集成在模块上,模块通过背板总线集成在模块上,模块通过U U形总线连接器相连,每个形总线连接器相连,每个模块都有一个总线连接器,后者插在各模块的背后。安装时模块都有一个总线连接器,后者插在各模块的背后。安装时先将总线连接器插在先将总线连接器插在CPUCPU模块上,并固定在导
17、轨上,然后依次模块上,并固定在导轨上,然后依次装入各个模块。装入各个模块。2021/5/2419中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心S7S7300300的系统结构的系统结构外部接线接在信号模块和功能模块的前连接器的端外部接线接在信号模块和功能模块的前连接器的端子上,前连接器用插接的方式安装在模块前门后面子上,前连接器用插接的方式安装在模块前门后面的凹槽中,前连接器与模块是分开订货的。的凹槽中,前连接器与模块是分开订货的。S7S7300300的电源模块通过电源连接器或导线与的电源模块通过电源连接器或导线与CPUCPU模模块相连,为块相连,为CPUCPU模块提供模块提供DC24VDC24V电源
18、。电源。PS307PS307电源模块电源模块还有一些端子可以为信号模块提供还有一些端子可以为信号模块提供24V24V电源。电源。2021/5/2420中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心问题三、问题三、S7-300S7-300的的CPUCPU模块模块S7S7300300有有2020种不同型号的种不同型号的CPUCPU,分别适用于不同等级,分别适用于不同等级的控制要求。有的的控制要求。有的CPUCPU集成了数字量集成了数字量I/OI/O,有的同时集,有的同时集成了数字量成了数字量I/OI/O和模拟量和模拟量I/OI/O。CPUCPU模块面板上有状态和故障指示灯模块面板上有状态和故障指示灯LE
19、DLED、模式选择开、模式选择开关和通信接口。大多数关和通信接口。大多数CPUCPU还有后备电池盒,存储器还有后备电池盒,存储器插槽可以插入多达数兆字节的插槽可以插入多达数兆字节的Flash EPROMFlash EPROM微存储器微存储器卡(简称卡(简称MMCMMC卡),用于掉电后程序和数据的保存。卡),用于掉电后程序和数据的保存。2021/5/2421中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心2021/5/2422中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心一、状态和故障显示一、状态和故障显示LEDLEDSFSF(红色):系统错误、编程错误或从有诊断功能模红色):系统错误、编程错误或从有诊断功能
20、模板来的故障。板来的故障。BFBF(或或BATFBATF红色):电池故障,电池电压低或没有红色):电池故障,电池电压低或没有电池时亮。电池时亮。DC5VDC5V(绿色):绿色):CPUCPU和和S7S7300300总线的总线的5V5V电源电压正常电源电压正常时亮。(提供给背板总线)时亮。(提供给背板总线)FRCEFRCE(黄色):至少有一个黄色):至少有一个I/OI/O接口被强制时亮。接口被强制时亮。RUNRUN(绿色):绿色):CPUCPU启动时闪亮(启动时闪亮(2 2HzHz),运行时常亮),运行时常亮STOPSTOP(黄色):黄色):CPUCPU在在STOPSTOP、HOLDHOLD状态
21、或重新启动时状态或重新启动时常亮;当要求存储器复位时以常亮;当要求存储器复位时以0.5Hz0.5Hz的频率闪烁,正的频率闪烁,正在执行存储器复位时以在执行存储器复位时以2Hz2Hz的频率闪烁。的频率闪烁。2021/5/2423中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心2021/5/2424中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心二、二、CPUCPU的功能的功能执行用户程序;执行用户程序;为为S7S7背板总线提供背板总线提供5 5V V电源;电源;在在MPIMPI网络中,通过网络中,通过MPIMPI(多点接口)与其多点接口)与其他他MPIMPI网络节点进行通信。网络节点进行通信。2021/5/24
22、25中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心三、三、CPUCPU的运行模式的运行模式CPUCPU有四种工作模式:有四种工作模式:STOPSTOP(停机)、(停机)、STARTIPSTARTIP(启动)、(启动)、RUNRUN(运行)、(运行)、HOLDHOLD(保持)。在所有(保持)。在所有的模式中,都可以通过的模式中,都可以通过MPIMPI接口与其他设备通信。接口与其他设备通信。STOPSTOP模式:模式:CPUCPU模块通电后自动进入模块通电后自动进入STOPSTOP模式,模式,在该模式不执行用户程序,程序被终止。在该模式不执行用户程序,程序被终止。RUNRUN模式:执行用户程序,刷新输入
23、和输出,处模式:执行用户程序,刷新输入和输出,处理中断和故障信息服务。理中断和故障信息服务。HOLDHOLD模式:在起动和模式:在起动和RUNRUN模式执行程序时遇到调模式执行程序时遇到调试用断点、用户程序的执行被挂起(暂停),定试用断点、用户程序的执行被挂起(暂停),定时器被冻结。时器被冻结。STARTUPSTARTUP模式:启动模式,可以用钥匙开关或编模式:启动模式,可以用钥匙开关或编程软件启动程软件启动CPUCPU。如果钥匙开关在。如果钥匙开关在RUNRUN或或RNURNUP P位位置,通电时自动进入启动模式。置,通电时自动进入启动模式。2021/5/2426中国一汽教育培训中心中国一汽
24、教育培训中心四、四、CPUCPU的模式选择开关的模式选择开关有的有的CPUCPU的模式选择开关是一种钥匙开关,操作时需的模式选择开关是一种钥匙开关,操作时需要插入钥匙,用来设置要插入钥匙,用来设置CPUCPU当前的运行方式。钥匙拔当前的运行方式。钥匙拔出后,就不能改变操作方式。这样可以防止未经授出后,就不能改变操作方式。这样可以防止未经授权的人员非法删除或改写用户程序。权的人员非法删除或改写用户程序。RUN-PRUN-P:运行运行-编程状态(可读写存储器),在此编程状态(可读写存储器),在此位置不可以拔出钥匙开关。位置不可以拔出钥匙开关。RUNRUN:运行状态(只可读存储器),不可以修改运行状
25、态(只可读存储器),不可以修改用户程序,在此位置可以取出钥匙开关。用户程序,在此位置可以取出钥匙开关。STOPSTOP:停止运行状态(可修改程序),在此位置停止运行状态(可修改程序),在此位置可以取出钥匙开关。可以取出钥匙开关。MRESMRES:清存储器,此位置钥匙开关不能保持,松清存储器,此位置钥匙开关不能保持,松手时开关将自动返回手时开关将自动返回STOPSTOP位置。位置。2021/5/2427中国一汽教育培训中心中国一汽教育培训中心MRESMRES:将钥匙开关从将钥匙开关从STOPSTOP状态扳到状态扳到MRESMRES位置,可复位置,可复位存储器,使位存储器,使CPUCPU回到初始状
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